BASES DE DATOS DISTRIBUIDAS CON SQL SERVER 2012

Transcripción

1 BASES DE DATOS DISTRIBUIDAS CON SQL SERVER 2012 (2014) Antonio Ortiz Ramírez

2 Dirigido a: Programadores, Analistas de Sistemas, Administradores de Sistemas, Estudiantes y Profesores que deseen aprender a diseñar e implementar un modelo de base de datos distribuida. Deseable: Conocimientos de bases de datos, SQL. Requisitos: Haber cursado alguna carrera relacionada a la informática o tener experiencia en bases de datos. Duración: 50 hrs. 2

3 CONTENIDO: I. Introducción al modelo relacional De Sequel a SQL Server Bases de Datos Relacionales Manejadores de Bases de Datos Relacionales SQL Arquitectura Cliente-Servidor II. Instalación y Configuración de SQL Server Instalación Manual Configuración de Instancias Administrador de Configuración (Configuration Manager) III. Administración de SQL Server SQL Server Management Studio Separar y Adjuntar bases de datos Respaldos Compactar Importar Datos IV. Diseño de Bases de Datos Diseño Conceptual Diseño Lógico Diseño Físico Modelo relacional Modelos E-R Normalización 3

4 V. Arquitectura de SQL Server Archivos de datos Archivo de transacciones Grupos de archivos Páginas de Datos Índices Clustered Índices Non clustered VI. Transact SQL Diagramas DDL Consultas SubConsultas VII. Vistas Vistas Vistas Indexadas VIII Bases de Datos Distribuidas Descripción Características de una base de datos distribuidas Ventajas Desventajas Creando un modelo de base de datos distribuidas IX. Consultas Distribuidas Servidores vinculados Consultas distribuidas 4

5 Transacciones Distribuidas X. Procedimientos Almacenados (Stored Procedures) y Funciones Procedimientos del Sistema Procedimientos del Usuario Funciones del Sistema Funciones del Usuario SQL Dinámico vs Procedimientos Almacenados XI. Desencadenadores (Triggers) XII. Replicación Publicador Suscriptor Réplica de instantáneas Réplica transaccional Replicación de Mezcla 5

6 I. INTRODUCCIÓN AL MODELO RELACIONAL Objetivo de este capítulo: En este capítulo se hace un repaso, de la historia de Sequel a SQL Server, de los conceptos básicos del modelo relacional, en específico de temas como bases de datos relacionales, tablas, llave primaria y secundaria, relaciones, manejador de base de datos, SQL, arquitectura cliente-servidor, normalización. Duración aproximada: 5 horas De Sequel a SQL Server: Sequel (Structured English Query Language ) es el primer lenguaje para acceso a datos relacionales, creado por IBM en la década de 1970, el cual pasaría a ser el antecesor del estándar SQL. Microsoft SQL Server, la implementación del manejador de base de datos reconoce los orígenes del lenguaje estándar de consulta y por esto adopta la pronunciación sequel para el producto de Microsoft. La implementación (variante o dialecto) de SQL incluida en Microsoft SQL Server es llamada Transact SQL. 6

7 Bases de Datos Relacionales: Son bases de datos cuyo diseño está basado en el modelo relacional, las cuales contienen Tablas que representan entidades y relaciones entre estas tablas. Algunas características del modelo relacional: Los nombres de tablas deben ser en singular Los nombres tablas son únicos Cada tabla es un conjunto de filas (registros) y columnas (campos) Las tablas se relacionan por medio de las llaves primarias y foráneas La Llave primaria es un valor único que define a los demás atributos (columnas) de la tabla Columna (Campo) Fila (Registro) *Clave Nombre Telefono Ciudad 1 Juan Lopez (55) Mexico, DF 2 Pedro Zapata (33) Guadalajara 3 Luis Rodriguez (81) Monterrey Tabla: Persona Manejadores de Bases de Datos Relacionales: Los Sistemas Manejadores de Bases de Datos o DBMS por sus siglas en inglés; permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada. Entre los manejadores más populares están Microsoft SQL Server, Oracle, DB2, MySQL, Interbase, etc. 7

8 SQL: el lenguaje estructurado de consulta (Structured Query Language) permite que las aplicaciones realicen consultas, actualizaciones y eliminación a los datos de una base de datos relacional mediante sentencias definidas por este lenguaje estandarizado. SQL contiene 2 grupos principales de sentencias que se agrupan en: DDL (Data Definition Language) por medio de la cual se puede crear o modificar la estructura de los datos (tablas, índices, relaciones); ejemplos de estos en Transact SQL son: CREATE, ALTER, DROP y TRUNCATE. DML (Data Manipulation Language) o Lenguaje de manipulación de datos, que permite consultar, insertar, eliminar o actualizar los datos. Los más conocidos son: SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE 8

9 Arquitectura Cliente-Servidor: Es un modelo de aplicación donde las tareas se dividen entre la aplicación Cliente que consume los servicios y recursos del Servidor. Ejemplo de este tipo de arquitectura son los servidores FTP y clientes FTP, Servidores Web y navegadores. La separación del cliente y servidor es de tipo lógica, lo cual implica que ambos pueden estar contenidos en el mismo hardware o en equipos separados, incluso cada uno de ellos puede estar instalado en un clúster o grupo de computadoras. 9

10 II. INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE SQL SERVER Instalación Manual: Para esta instalación se utilizara el paquete de instalación de SQL Server 2012 express el cual está disponible de manera gratuita desde el sitio oficial de Microsoft. De clic al botón Empiece hoy mismo y en la siguiente pantalla seleccione la edición que requiera: Voy a utilizar la edición de 64 bits, que además ya incluye la herramienta Management Studio (edición With Tools, distintivo de la terminación WT en el nombre del archivo), doy doble clic al ejecutable y espero a que aparezca la siguiente pantalla: 10

11 Hacemos clic en la opción New SQL Server stand-alone installation, enseguida aparece la pantalla con los términos de licencia, a lo cual aceptamos y hacemos clic en el botón Siguiente (Next). En esta ocasión me indica que ya existen actualizaciones para el producto se instalaran automáticamente (SP1). 11

12 Aceptamos y continuamos haciendo clic en el botón Siguiente (Next). 12

13 En esta pantalla aceptamos las características por defecto y continuamos. En la siguiente pantalla seleccionamos cambiar el nombre de instancia, en este ejemplo utilizo: SQL

14 En la sección inferior de la pantalla me indica que ya se encuentra una instancia instalada, llamada SQL2008, verificamos que todo está bien y damos clic a Siguiente. 14

15 En esta pantalla se configura las cuentas que utilizan los servicios a instalar, dejamos la configuración por defecto y hacemos clic en Siguiente. 15

16 Aquí seleccionamos el tipo de seguridad a utilizar para SQL Server, en esta ocasión utilizo Autenticacion Mixta (o de SQL Server) por no encontrarme en una red con dominio, administrada por Windows Server, en caso de administrar acceso y privilegios con Windows Server, sería aconsejable usar el modo de Autenticación Windows. 16

17 La siguiente pantalla que aparece permite indicar si desea enviar un reporte sobre la instalación a Microsoft. Seleccione la opción deseada y de clic en Siguiente. 17

18 Si todo finaliza correctamente, la pantalla final sería esta: 18

19 Administrador de Configuración (SQL Server Configuration Manager) Despues de haber instalado SQL Server, vamos al menú de inicio, en la carpeta Microsoft SQL Server 2012, abrimos la subcarpeta Configuration Tools y hacemos clic en SQL Server Configuration Manager. Abrimos la opción SQL Server Network Configuration y hacemos doble clic en TCP/IP 19

20 En esta ventana revisamos que se encuentre seleccionado Sí para la opción Activo, de esta manera comprobamos que el protocolo TCP/IP se encuentra disponible para comunicarnos con esta Instancia de SQL Server. 20

21 Hacemos clic en la pestaña Direcciones IP (IP Addresses) 21

22 Aquí se configura el puerto a utilizar por esta instancia, recomendamos por ahora usar el puerto estándar de SQL Server que es el Para ello, revisamos cada sección donde encontremos TCP Dynamics Ports y eliminamos el 0, enseguida colocamos el valor del puerto hasta el final en IP ALL, opción TCP Port. Después de aceptar, deberemos reiniciar el servicio para que escuche en el puerto seleccionado. Porque definir un puerto fijo en lugar de dinámico? Cada vez que inicia el servicio podría obtener el primer puerto disponible en el equipo, el cual es muy probable que sea diferente y podríamos tener problemas de conexión desde las aplicaciones cliente. NOTA: Si ya se encuentra una instancia funcionando con este puerto, la instancia de SQL 2012 que instalamos recientemente no podrá iniciar y deberemos cambiar el puerto. 22

23 III. ADMINISTRACIÓN DE SQL SERVER SQL Server Management Studio. Mediante la herramienta Management Studio es posible visualizar, crear y modificar los objetos contenidos en una instancia de SQL Server; mediante su interfaz gráfica facilita las tareas que normalmente requieren de escribir código DDL o DML En la carpeta de SQL Server 2012 del menú de inicio podemos abrir SQL Server Management Studio, a partir de la cual aparece la siguiente ventana: Indique el nombre de instancia a la cual desea conectarse, a continuación seleccione el tipo de autenticación Windows si eligió esta durante la instalación o se encuentra en el equipo que contiene la instancia de SQL Server; seleccione autenticación SQL Server si eligió esta durante la instalación. 23

24 Crear una base de datos Hacemos clic en el botón Nueva consulta (New Query) y en la ventana de edición que aparece tecleamos lo siguiente: CREATE DATABASE EjemploBD Hacemos clic en el botón Ejecutar ( Execute ). A continuación indicamos que deseamos poner en uso la nueva base de datos EjemploBD. Para eso tecleamos la siguiente sentencia: USE EjemploBD * NOTA: Para ejecutar solo este comando y no el anterior, podemos escribir en un renglón debajo de la sentencia anterior, enseguida seleccionar la línea que contiene la sentencia USE EjemploBD y hacer clic al botón Ejecutar. O si lo prefieres podrias eliminar el contenido de la ventana y enseguida teclear la nueva sentencia. 24

25 Crear Tablas CREATE TABLE Persona(ID int IDENTITY PRIMARY KEY, Nombre varchar(50), Edad int DEFAULT 0, Peso float DEFAULT 0) En el árbol de la izquierda deberá aparecer la tabla Persona, dentro del objeto EjemploBD, Tables. En caso de no aparecer podrá refrescar la vista haciendo clic con botón derecho en Tables y luego en Actualizar (Refresh). Si hacemos clic con botón derecho en la tabla Persona y enseguida en Diseño (Design) veremos la tabla, las columnas y tipos de datos de cada una. Crear índices Ahora creamos un índice para el nombre de la persona Create Index ind_persona_nombre ON Persona(Nombre) 25

26 Aquí observamos que la columna ID es de tipo Identity, con un valor inicial de 1 y un incremento de 1, esto asegura que sea un valor único incremental, por otro lado se agregó la propiedad de Llave primaria y por defecto se creó el índice como Clustered; esto lo podemos confirmar en la ventana de índices. 26

27 Sólo podemos tener un índice clustered por tabla; y esto es debido a que la propiedad clustered determina el orden físico de los registros dentro de las páginas de datos, permitiendo que los datos sean ordenados e indexados mientras son almacenados tomando en cuenta esta columna (o columnas). El índice clustered es por su naturaleza el más rápido, ya que una vez encontrado el dato a través de ese índice, se pueden obtener todas las demás columnas sin hacer un salto a los datos. En cualquier otro tipo de índice, se crea un objeto en la base de datos que contiene una estructura para la columna indexada y por cada registro en el índice existe un apuntador a la ubicación física de los datos del registro. 27

28 Separar y Adjuntar bases de datos El proceso de Conectar o indicar a SQL Server que use y ponga activa una base de datos para los usuarios se le llama Adjuntar ; el proceso contrario se conoce como desconectar o separar una base de datos, de tal manera que SQL Server deje de administrarla e imposibilite cualquier actualización. La ubicación de los archivos de la base de datos pueden ser cualquier carpeta local en la cual se tengan permisos, para este ejemplo usamos la carpeta por defecto de SQL Server, llamada DATA y localizada dentro de la carpeta de instalación de Microsoft SQL Server. Adjuntar base de datos En el administrador de SQL Server ejecutamos el comando: varchar(1024) = (SELECT Top 1 SUBSTRING(physical_name, 1, CHARINDEX('master.mdf', LOWER(physical_name)) - 1) FROM master.sys.master_files WHERE name='master') + 'EjemploBD.mdf' + 'EjemploBD_log.ldf' EXEC Separar base de datos En el administrador de SQL Server ejecutamos el comando: sp_detach_db EjemploBD Esto desconectará la base de datos EjemploBD y dejará de estar disponible para cualquier aplicación cliente que se conecte a esta instancia del servidor. 28

29 Respaldos Es importante contar con una estrategia de respaldos que garantice contar con una copia de los datos en caso de perdida por cualquier falla o imprevisto. Los respaldos de la base de datos entera se conocen como Full o Completos, mientras que las copias de seguridad que solo guardan los cambios realizados desde el respaldo anterior se les conoce como Diferenciales. En la versión 2012 de SQL Server se incorpora la posibilidad de hacer un respaldo en la nube de Microsoft conocida como Azure. Respaldo Completo BACKUP DATABASE EjemploBD TO DISK= D:\ EjemploBD.bak, NAME= Respaldo completo de EjemploBd Respaldo Diferencial BACKUP DATABASE EjemploBD TO DISK= D:\ EjemploBD.bak WITH DIFFERENTIAL, NAME= Respaldo No. 1 diferencial de EjemploBD Si contamos con la versión Estandar, BI o Entreprise podremos realizar respaldos comprimidos agregando la opción COMPRESSION: BACKUP DATABASE EjemploBD TO DISK= D:\ EjemploBD.bak WITH COMPRESSION BACKUP DATABASE EjemploBD TO DISK= D:\ EjemploBD.bak WITH DIFFERENTIAL, COMPRESSION NOTAS. Si el nombre de archivo destino para el respaldo ya existe, no se sobrescribe o se pierde el respaldo anterior, la sentencia BACKUP agrega los datos del nuevo respaldo al final del archivo.. Para realizar un respaldo diferencial es necesario que anteriormente exista un respaldo Completo o de lo contrario se producirá un error.. Podrá realizar un respaldo en cualquier momento, incluso si existen usuarios consultando o realizando cambios en la base de datos. 29

30 Restaurar base de datos RESTORE DATABASE EjemploBD FROM DISK= D:\ EjemploBD.bak WITH RECOVERY. La opción RECOVERY indica que la base de datos quedara en operación inmediatamente después de recuperar los datos del respaldo.. Si el respaldo más reciente es diferencial, se deberá restaurar primero el ultimo respaldo Completo y a continuación todos los diferenciales en el mismo orden en que se crearon. 30

31 IV. Diseño de Bases de Datos El diseño de una base de datos se realiza en 3 etapas, la primera es el diseño conceptual, que consiste en plasmar las ideas sobre el proyecto de base de datos que tiene el usuario final sobre los requerimientos o el problema a resolver. El diseño lógico es una representación que muestra las entidades y relaciones involucradas en la solución de base de datos, mientras que el diseño lógico especifica los requerimientos de almacenamiento, tipos de datos, y validaciones necesarias y especificas al manejador de base de datos. Diseño Conceptual: El diseño conceptual consiste en dibujos, planos y diagramas simples que representan una idea o ideas sobre la solución de bases de datos a construir. El diseño conceptual se basa exclusivamente en los requerimientos de información de la empresa o usuario del sistema, sin tomar en cuenta los requisitos o limitaciones del hardware. Nombre Cliente Compra Producto Precio Código Saldo Código Descripci ón Diseño Lógico: El diseño lógico se acerca más al manejador de base de datos relacional, ya que representa entidades y relaciones. En este diseño se ven las relaciones y el tipo de relación entre entidades. Cliente * IDCliente Nombre Saldo Domicilio Edad 31

32 El diseño lógico no precisa el tipo de datos como se almacenan físicamente ni el espacio que ocuparan en el manejador a utilizar. Aquí se determinan las entidades que existen y las relaciones entre estas sin especificar de qué manera se almacenan. 32

33 Diseño Físico: En esta etapa se precisan los atributos y tipos de datos específicos del manejador de base de datos. Aquí se traduce el diseño lógico en estructuras y relaciones que representan la manera en que se almacén y validan los datos representados. Por ejemplo, en el diseño físico se especifica el tipo de datos IDCliente, el rango de valores que acepta y si acepta Nulos o se rechazan. Cliente * IDCliente Nombre Saldo Domicilio Edad Tipo de dato Entero largo, incremental(1,1) Varchar(50) Float Varchar(200) tinyint 33

34 Modelo relacional El modelo relacional permite representar datos de manera fácil y está basado en la teoría de conjuntos y lógica de predicados. En este modelo los datos se representan en tablas que a su vez se estructuran en filas (registros) y columnas (campos), lo cual no representa como se almacenan físicamente los datos. El modelo relacional se llama así porque hace un gran énfasis en las tablas y las relaciones existentes entre ellas. El modelo relacional permite realizar el modelo lógico de una base de datos. Así, una base de datos relacional se compone de un conjunto de tablas que se relacionan entre sí por un campo en común. IDCliente Nombre Telefono Saldo 1 Juan Rodriguez (123) , Carlos Gonzalez (55) , Manuel Diaz (33) , Entidad: Cliente 34

35 Modelos E-R 35

36 Normalización 36